Полная версия

Главная arrow География arrow Гидрогеоэкология городов

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>

ПРОЕКТИРОВАНИЕ МОНИТОРИНГА

Проектирование мониторинга подземных вод должно основываться на том непреложном факте, что этот мониторинг лишь в том случае станет эффективным, если будет являться составной частью общего экомониторинга. Мониторинг подземных вод (МПВ) — не пропись или регламент наблюдений, а специальное инженерное сооружение (инструмент), необходимое для получения объективной и оперативной информации о процессах взаимодействия подземных вод с другими компонентами экосистемы. В этом смысле МПВ похож на радиотелескоп или ускорители элементарных частиц, т.е. входит в ряд устройств, необходимых для познания закономерностей реальной действительности. Будучи инженерным сооружением, требующим для своей реализации средства, материалы, время и трудовые ресурсы, мониторинг нуждается в проектировании, т.е. в инженерном и экологическом обоснованиях [14].

В систему мониторинга входят три подсистемы:

  • 1) подсистема съема первичной информации;
  • 2) подсистема коммуникации;
  • 3) управляющий центр.

Локальный экологический мониторинг при инженерно-экологических изысканиях (стационарные наблюдения) введен как обязательный компонент изысканий документом СП 11 — 102—97 (пп. 4.89, 4.90) при проектировании и строительстве объектов повышенной экологической опасности, жилищных объектов в районах с неблагоприятной экологической ситуацией, в районах с повышенной экологической чувствительностью природной среды к внешним воздействиям. Такой подход для условий Москвы превращает проектирование и реализацию мониторинга в непреложную необходимость практически для большинства случаев.

Под экологическим мониторингом следует понимать систему наблюдения и контроля процессов взаимодействия компонентов окружающей среды с инженерным сооружением, реализуемую для прогнозной оценки последствий такого взаимодействия и принятия, в необходимых случаях, управляющих корректирующих решений.

В соответствии с определением и поставленной целью мониторинг должен выявлять воздействия сооружения на атмосферный воздух, поверхностный сток, подземные воды, инженерно-геологические процессы, почвы, флору и фауну, а также на социально-экологические показатели.

Стадии проектирования и реализации мониторинга:

  • • предварительное обследование области экологического проектирования и инженерной (архитектурно-строительной) концепции проекта для выявления главных задач мониторинга;
  • • проектирование системы мониторинга, координация с системами существующего соседнего локального мониторинга и (или) региональной системой мониторинга;
  • • создание (реализация) системы локального мониторинга, оснащение ее необходимым оборудованием, измерительными средствами и кадрами. Съем фоновой информации о предстроительном состоянии окружающей среды;
  • • отслеживание (проведение стационарных наблюдений) процессов взаимодействия инженерного сооружения с компонентами окружающей среды;
  • • моделирование процессов взаимодействия, решение прогнозных задач, оценка прогнозируемых последствий и моделирование, в необходимых случаях, эффективности и последствий управляющих решений.

Пространственная структура мониторинга должна соответствовать пространственной структуре той экосистемы, в которую вписывается проектируемое инженерное сооружение. Это означает, что размещение пунктов наблюдения и измерения мониторинга должно учитывать пространственную неоднородность, анизотропию элементов и параметров изучаемых процессов и полей, в которых они проявляются. Кроме того, расположение пунктов должно быть удобным для определения фильтрационных и балансовых параметров потока с учетом меняющейся со временем гидродинамической структуры.

Например, для фильтрационного потока грунтовых вод у прямолинейного участка реки, где поток в естественных условиях, скорее всего, плоский профильный, мониторинг проектируется как створ скважин, перпендикулярный реке и заканчивающийся гидропостом. Для проекта потенциально фильтрующего или барражирующего поток сооружения представляется рациональным еще до начала строительства принять конструкцию мониторинга в виде «конверта», состоящего из пяти скважин, поскольку ожидается деформация потока в плане. Расстояние между скважинами принимается таким, чтобы разница в напорах была больше точности измерений. Конверт скважин позволит оценивать изменчивость проводимости, уровнепроводности, инфильтрационного питания или расхода перетекания. Слоистый или деформированный в вертикальной плоскости поток требует устройства этажных пьезометров. «Грязные» ленты тока должны отслеживаться скважинами, располагаемыми створами поперек лент тока.

Частота мониторинговых измерений и отбора проб должна соответствовать характеру временной изменчивости отслеживаемых величин. При этом частота может существенно меняться. Изменчивость уровней воды выше в половодные периоды и ниже — в меженный. То же иногда наблюдается и для изменчивости химического состава воды. Частота выбирается так, чтобы периоды спада, подъема или стабилизации измеряемых величин фиксировались как минимум тремя замерами.

Поскольку строительство и эксплуатация инженерных сооружений затрагивают в основном подземные воды и грунты в основании, то мониторинг нацелен именно на их изучение. В состав мониторинговых наблюдений входят измерения уровня подземных вод, их температуры и слежение за изменениями показателей химического состава.

Для измерений уровня подземных вод по скважинам, колодцам, котлованам, шурфам и другим водопункгам используются линейки, штыри, хлопушки и электроуровнемеры. Точность измерений должна быть не менее 1 см. Измерительные инструменты перед использованием должны пройти метрологическую проверку, и в журналах наблюдений (буровом, откачек, режимном) должна быть сделана соответствующая поверочная запись.

Непосредственно у водопункта определяются следующие характеристики: pH, органолептика, температура (заленивленным или родниковым термометром), содержание железа, кислорода и сероводорода, аммоний- и нитрит-иона. Проба воды отбирается после прокачки скважины с удалением из нее не менее трех объемов воды.

Прокачка ведется желонкой или погружным насосом типа «Малыш». Перед прокачкой желонки и насосы тщательно моются, освобождаются от следов смазки и дезинфицируются. Пробы берутся пробоотборником Симонова (или другой конструкции) или одноразовыми пластиковыми бейлерами (желонками).

В пробах определяются следующие компоненты:

  • • макрокомпоненты — хлориды, сульфаты, гидрокарбонаты, кальций, магний (натрий определяется по разности или инструментально);
  • • нитраты, окисляемость, ВПК, ХПК, фенолы, нефтепродукты;
  • • токсичные тяжелые металлы, перечень которых определяется в ходе инженерно-экологических изысканий.

Представляется целесообразным использовать накопительные методы пробоотбора с помощью сорбентов (ионообменных смол или биосорбентов), экспонируя проницаемый контейнер в реке или другом водоеме на определенное время (сутки, неделю и т.п.).

При возможности гидрохимический мониторинг можно проводить инструментальными методами, с использованием ионоселективных электродов, устанавливаемых непосредственно на месте измерений при соблюдении мер защиты от вандализма и неосторожного повреждения.

Интегральную и объективную информацию о состоянии окружающей среды дают биоиндикационные методы.

Для оценки загрязненности воздуха используется метод лихено- метрии. Суть метода состоит в измерении на представительных площадках и поверхностях трех характеристик: проективного покрытия (аналог биомассы) поверхности лишайниками; их видового разнообразия; состояния и численности лишайников-индикаторов, реагирующих на определенный вид загрязнения. Лихенометрические работы можно проводить сезонно.

Альгометрия, т.е. измерение биомассы и видового разнообразия водорослей-обрастателей (перифитон) и планктонных, дает возможность оценить загрязненность поверхностных вод и иногда судить о динамике загрязнения.

Бентометрия, т.е. измерение биомассы и видового разнообразия организмов, живущих на дне и в донных отложениях водоемов, позволяет не только подкрепить результаты аналитической гидрохимии и альгометрии, но и дать сведения о разгрузке подземных вод сквозь донные отложения.

При согласовании и утверждении технического задания на проектирование мониторинга (самостоятельно или в составе инженерно-экологических изысканий) следует определить объемы и длительность мониторинговых наблюдений. При проектировании ответственных сооружений в районах с существенной экологической напряженностью и чувствительностью потребуется привлечение специалистов: геоэкологов и биоэкологов — к руководству работами. Менее ответственные работы в более спокойных геоэкологических условиях потребуют привлечения наблюдателей и организации их эффективной работы.

Для проведения мониторинга потребуется разнообразное оборудование, транспорт, лаборатории, вычислительная техника и расходные материалы.

Для восприятия, хранения, обработки, использования и визуализации мониторинговой информации можно использовать постоянно совершенствуемый пакет программ геоинформационных систем (ГИС), наборы программ, позволяющие реализовать постоянно действующие модели, а также решать прогнозные задачи фильтрации и миграции. Кроме того, должны использоваться стандартные пакеты программ для статистической обработки рядов и совокупностей величин.

Современные персональные компьютеры без каких-либо усовершенствований вполне пригодны для использования в управляющем центре мониторинга.

Информация, получаемая системой мониторинга, используется при проектировании и, кроме того, важна для Единой государственной системы экомониторинга. Поэтому должен быть запроектирован и реализован канал связи с региональным центром мониторинга для Москвы или области.

 
<<   СОДЕРЖАНИЕ ПОСМОТРЕТЬ ОРИГИНАЛ   >>